蓋斯定律的應用——高考化學二輪復習主觀題專項突破1.甲烷（）是自然界儲量豐富的天然氣的主要組分，可用作清潔能源和廉價的化工原料，將甲烷催化轉化為具有更高價值的化學物質是一個廣受關注的課題。哈爾濱工業大學的科研人員研究了由和轉化為高附加值產品的催化反應歷程（催化劑是Zn/ZSM-5），共分為甲烷活化、二氧化碳進入和H轉移（奪氫）三個階段。該反應歷程的示意圖如下：（1）在研究初期，科研人員提出先將轉化成CO和，再轉化成。已知：①②③則混合氣體CO和轉化成的熱化學方程式為______。（2）催化劑Zn/ZSM-5有以下四種形態：、、、。圖甲、圖乙分別表示反應在催化劑Zn/ZSM-5的形態時的勢能變化：由圖甲、圖乙可知_____（填“>”“<”或“=”）；不同形態的對____（填“有”或“無”）影響。（3）從到過渡態I斷裂的是___________鍵（填“碳氫”“碳碳”“氧氫”或“碳氧”，下同），最后一步“奪氫”過程中有________鍵形成。2.白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成，空氣充足時生成。（1）已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為則該溫度下白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為_____________________________。（2）已知298K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為。在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣（標準狀況），控制條件使之恰好完全反應。則所得到的與的物質的量之比為______，反應過程中放出的熱量為___________________。（3）已知白磷和的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能（kJ/mol）：P-P：198，Cl-Cl：243，P-Cl：331。則反應的反應熱=________________。3.氮和碳的氧化物分別是造成大氣污染、溫室效應的主要物質。請回答下列問題：（1）的反應歷程由兩步基元反應組成，相關信息如下（為活化能）：第一步：第二步：則___________。（2）相關物質的燃燒熱、化學鍵的鍵能如表所示：物質CO燃燒熱/285.8283.0890.3化學鍵H—HC=OC≡0H—OC—HN≡NN—H4367451076463413946391①轉化為的反應的_____。②轉化為合成氣的反應的_____。4.合理處理燃氣中的，不僅可資源化利用，還可減少對大氣的污染。回答下列問題：（1）反應，該反應可在_____（填“低溫”“高溫”或“任何溫度”）下自發進行。（2）利用代替通過熱化學循環可高效制取，原理如圖所示：①“Bunsen反應”的離子方程式為________。②已知鍵能，HI體分解為碘蒸氣和氫氣的熱化學方程式為________________________________。③上述循環過程的總反應方程式為________________________________。5.碳是形成化合物種類最多的元素，其單質及其化合物是人類生產生活的主要能源物質。請回答下列問題：（1）有機物M經過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下：則M、N相比，較穩定的是__________。（2）已知的燃燒熱為726.5，，則________726.5（填“>”、“<”或“=”）。（3）使和通過灼熱的炭層，生成和，當有參與反應時釋放出145kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：__________________________。（4）火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合，在高溫下煅燒，所得物質可作耐高溫材料：，則反應過程中，每轉移1mol電子放出的熱量為____________。（5）已知：①②③則煤的氣化主要反應的熱化學方程式是______。6.為了合理利用化學能，確保安全生產，進行化工設計時需要充分考慮化學反應的反應熱，并采取相應措施。化學反應的反應熱通常可以通過實驗進行測定，也可通過理論進行推算。（1）實驗測得，5g甲醇（）液體在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出113.5kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為____________________。（2）現有以下兩個熱化學方程式：則_____（填“>”“=”或“<”）。（3）已知。蒸發1mol需要吸收的能量為44kJ，其他相關數據如表：1mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ則表中（用含、、、的式子表示）的大小為__________。7.在環境污染和能源危機日益嚴重情況下，氫氣作為很有發展前景的新型能源備受青睞，下列兩種方法都能獲取氫氣。(1)正丁烷()脫氫制1-丁烯()的熱化學方程式如下：已知：①②③反應①的為________。(2)如圖，通過計算，可知系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為___________、______，制得等量所需能量較少的是__________________。8.“一碳化工”是重要的化學工業，部分原理如下。反應①反應②反應③反應④反應⑤反應④的能量變化如圖所示。已知：的燃燒熱為，的汽化熱（在一定壓強下，1mol物質在一定溫度下蒸發所需要的熱量）為。回答下列問題：（1）反應①的_________。（2）反應③中正反應的活化能_________（填“大于”“小于”或“等于”）逆反應的活化能（3）反應④中代表使用催化劑的曲線是_________（填“Ⅰ”或“Ⅲ”），曲線的峰中出現小波谷的原因是___________________________________________________________，反應④的__________。（4）用適量的CO（g）與反應，每生成時，________（填“吸收”或“放出”）_____________kJ的熱量。9.回答下列問題：（1）用的鹽酸與50mL的NaOH溶液在如圖1所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程中放出的熱量可計算中和反應反應熱。回答下列問題：①若將杯蓋改為薄鐵板，求得的反應熱將__________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。②若通過測定計算出產生的熱量為1.42kJ，請寫出該反應的熱化學方程式：_____________________________________。（2）①已知：則與反應生成和的熱化學方程式為__________________________。②一定條件下，水溶液中所含離子、、、、各1mol，其相對能量的大小如圖2所示（各離子在圖中用氯元素的相應化合價表示），則反應的_________。10.回答下列問題：（1）近年來，隨著聚酯工業的快速發展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之迅速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學研究的熱點。回答下列問題：Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：則的_______。（2）環戊二烯（）是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。回答下列問題：已知：對于反應：________。（3）氫能源是最具應用前景的能源之一，高純氫的制備是目前的研究熱點。甲烷水蒸氣催化重整是制高純氫的方法之一。①反應器中初始反應的生成物為和，其物質的量之比為4:1，甲烷和水蒸氣反應的方程式是____________。②已知反應器中還存在如下反應：ⅰ.ⅱ.ⅲ.……ⅲ為積炭反應，利用和計算時，還需要利用________反應的。11.回答下列問題：（1）在化工生產過程中，少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒，常用將CO氧化，被還原為S。已知：①②③則氧化CO的熱化學方程式為_______。（2）用將HCl轉化為的過程如圖1所示。其中，過程①的熱化學方程式為，過程②生成的反應焓變為，則由HCl（g）生成的熱化學方程式為______（反應焓變用和表示）。（3）已知：①②寫出由和生成CO（g）的熱化學方程式：________。（4）工業上可通過天然氣跟水蒸氣反應制取：，有關反應的能量變化如圖2所示，則該反應的=_____（用含的代數式表示）。

答案以及解析1.答案：（1）（2）>；無（3）碳氫；氧氫解析：（1）根據蓋斯定律，由①+②-③可得CO和轉化成的熱化學方程式為，故答案為：；（2）由圖甲、圖乙可知，只與反應始態總終態有關，催化劑不影響，故不同形態的對無影響，故答案為：>；無；（3）中只有碳氫鍵，從到過渡態|斷裂的是碳氫鍵，得到甲基和氫原子，最后一步“奪氫”過程是：奪得的氫原子與氧原子上形成羥基，得到，故此過程中有氧氫鍵形成故答案為：碳氫；氧氫。2.答案：（1）（2）3:1；1323.45kJ（3）-1326kJ/mol解析：(1)①根據蓋斯定律:①-②×4可得:,熱化學方程式為:。(2)在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣(標準狀況)，白磷中磷原子物質的量原子，氧氣物質的量，含有4.5mol氧原子；依據原子守恒列式計算：設物質的量為x，物質的量為y計算，最后生成，故物質的量之比為3：1；放出的熱量；(3)已知白磷和的分子結構如圖所示，現提供以下化學鍵的鍵能,則反應的反應熱。3.答案：（1）-113（2）①-270；②+250.1解析：（1）反應的焓變等于正反應的活化能-逆反應的活化能，則第一步基元反應為①；第二步基元反應為②。（2）計算反應熱時需要注意物質的狀態，若熱化學方程式中是氣態，應利用鍵能計算反應熱；若熱化學方程式中是液態，應利用燃燒熱計算反應熱。①的，切勿弄錯分子中化學鍵的個數或忽略方程式中分子式前的化學計量數。②根據燃燒熱寫出如下熱化學方程式：ⅰ.；ⅱ.；ⅲ.。根據蓋斯定律知i-3×ⅱ-ⅲ得。4.答案：（1）高溫（2）①；②；③解析：（1）反應能自發進行需滿足，其中，故若要，該反應需在高溫下進行。（2）①由題圖可知，“Bunsen反應”的反應物為，生成物為HI和，故其離子方程式為。②=反應物總鍵能-生成物總鍵能，故該反應的熱化學方程式為。③由題圖可知，反應物最終轉化成了和，則循環過程的總反應為。5.答案：（1）M（2）（3）（4）98kJ（5）+131.5解析：（1）有機物M經過太陽光光照可轉化成N，，是吸熱反應，N暗處轉化為M，是放熱反應，能量越低越穩定，說明M穩定。（2）燃燒熱是1mol物質完全燃燒生成指定產物放出的熱量，甲醇燃燒生成和屬于不完全燃燒，，放出的熱量小于726.5。（3）有1mol參與反應時釋放出145kJ熱量，2mol氯氣反應放熱290kJ，反應的熱化學方程式為。（4），轉移12mol電子放熱1176kJ，則反應過程中，每轉移1mol電子放熱98kJ。（5）①②③依據蓋斯定律，①-②-③得到：。6.答案：（1）（2）>（3）解析：（1）5g液態在氧氣中充分燃燒生成氣體和液態水時放出113.5kJ熱量，故32g即1mol液態在氧氣中充分燃燒生成氣體和液態水時放出熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為。（2）將兩個熱化學方程式進行比較，由氣態變成液態時放出熱量，故，則。（3）根據題意可知蒸發1mol需要吸收的能量為44kJ，因此6mol變成液態水需要放出的能量為。根據=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能可知，反應的，解得。7.答案：(1)＋123(2);;系統(Ⅱ)解析：(1)②③②－③得。(2)系統(Ⅰ)涉及水的分解，系統(Ⅱ)涉及硫化氫的分解，利用蓋斯定律分別將系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)的熱化學方程式相加，可得到水、硫化氫分解的熱化學方程式。根據系統(Ⅰ)、系統(Ⅱ)的熱化學方程式可知：每反應產生1mol氫氣，后者吸收的熱量比前者少，所以制取等量的所需能量較少的是系統(Ⅱ)。8.答案：（1）-111.8（2）小于（3）Ⅰ；曲線Ⅰ的峰中出現的小波谷對應的能量是生成的中間產物具有的能量，該催化反應包括反應物與催化劑反應生成中間產物、中間產物再生成產物兩個反應過程，都有斷鍵吸熱和成鍵放熱的過程；-134（4）放出；3013解析：（1）根據的燃燒熱和的汽化熱可寫出熱化學方程式：⑥；⑦。根據蓋斯定律知①=②+⑥+⑦，則。（2）反應③是放熱反應，正反應的活化能小。（3）使用催化劑可降低反應的活化能，故代表使用催化劑的曲線是Ⅰ；曲線Ⅰ的峰中出現的小波谷對應的能量是生成的中間產物具有的能量，該催化反應包括反應物與催化劑反應生成中間產物、中間產物再生成產物兩個反應過程，都有斷鍵吸熱和成鍵放熱的過程。由題圖可知，。（4）根據蓋斯定律，由③×3+⑤得，故生成放出的熱量是。9.答案：（1）①偏大；②（2）①；②-117解析：（1）①若改為薄鐵板，則有熱量散失，測得的反應熱將偏大。②該反應中50mL的NaOH溶液過量，其與50mL的鹽酸（即0.025mol）反應生成0.025mol，放出的熱量為1.42kJ，那么生成1mol時放出56.8kJ的熱量，即可書寫出熱化學方程式。（2）①首先寫出化學方程式：，將題中第1個方程式乘以2減去第2個方程式即得該方程式，則該反應的。②由圖象可知，的相對能量為，1mol的相對能量為63kJ，2mol的相對能量為0kJ，因此該反應的。10.答案：（1）-116（